博迅培養(yǎng)箱是一種通過(guò)在箱體內(nèi)模擬細(xì)胞、組織或細(xì)菌在生物體內(nèi)生長(zhǎng)所需的溫度、二氧化碳濃 度等環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞、組織或細(xì)菌體外培養(yǎng)的裝置[1]，在醫(yī)院廣泛應(yīng)用于科研、檢驗(yàn)、制藥、輔助生 殖等領(lǐng)域。

二氧化碳培養(yǎng)箱在運(yùn)行過(guò)程中，可能出現(xiàn)二氧化碳濃度不準(zhǔn)、溫度控制失靈等故障[2]，如果不 能及時(shí)排除將會(huì)影響標(biāo)本保存，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，造成重大損失。

設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)， 可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二氧化碳培養(yǎng)箱各項(xiàng)參數(shù)，并在參數(shù)異常時(shí)以短信方式推送報(bào)警信息。

系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)主要由采集端、云平臺(tái)和報(bào)警端三部分組成。其中，采集端通過(guò)串口與二氧化碳培養(yǎng)箱點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 進(jìn)行通信，并將采集到的溫度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、報(bào)錯(cuò)代碼等數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)；

云平臺(tái)存儲(chǔ)采集端發(fā)送的數(shù)據(jù)，并向用戶提供可視化數(shù)據(jù)展示；當(dāng)二氧化碳培養(yǎng)箱出現(xiàn)報(bào)警時(shí)， 采集端將接收到的報(bào)錯(cuò)信息通過(guò)云平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)給報(bào)警端，并由報(bào)警端向用戶發(fā)送報(bào)警短信。系統(tǒng)的總體架構(gòu) 如圖 所示。

v> 采集端 本設(shè)計(jì)選用基于 ESP8266 芯片的 低功耗 WiFi 芯片，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域 獨(dú)立運(yùn)行，并負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸 占用空間。

在串口通信中，通信的雙方必須采用相同的接口標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)交互 采用 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)，邏輯 0 電平為 邏輯 0 電平為 0V，邏輯 1 電平為 轉(zhuǎn)換，保證串口正常通信[5-7]。

采集端電路原理圖如圖 2 所示 ESP-12E 的串行接口 16 腳、15 腳 接口 CN6 口的 TXD、RXD 相連 位置如圖 3 紅色方框所示。

中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備大會(huì)暨 2021 醫(yī)學(xué)裝備展覽會(huì)論文匯編 107  圖 1  系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 芯片的 ESP-12E 模組作為采集端主控模塊和無(wú)線通信模塊 廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，

其內(nèi)部集成了 32 位微處理器，能夠作為設(shè)備中唯一的控制器 并負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸[3,4]，僅需少量外部電路即可保證正常工作， 通信的雙方必須采用相同的接口標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本設(shè)計(jì)中 電平為+3V~+15V，

邏輯 1 電平為-3V~-15V，主控模塊采用 電平為+3.3V，為防止直接相連損壞模塊，采集端選用 MAX3232 圖 2  采集端電路原理圖 所示，ESP-12E 的 12 腳接按鍵 KEY1，MAX3232 芯片的 腳相連，

MAX3232 芯片的 13 腳、14 腳分別與二氧化碳培養(yǎng)箱主板的11 腳、12 腳分別與ESP-12E 的串行接口 16 腳、15 腳相連，采集端電源地與 CN6 口的 GND 相連，CN6 口在二氧化碳培養(yǎng)箱主板上 模組作為采集端主控模塊和無(wú)線通信模塊。

ESP8266 是一款 能夠作為設(shè)備中唯一的控制器 ，大大降低了 PCB 本設(shè)計(jì)中，二氧化碳培養(yǎng)箱 主控模塊采用 TTL 接口標(biāo)準(zhǔn)， MAX3232 芯片進(jìn)行電平v> 轉(zhuǎn)換，保證串口正常通信。